(57)【要約】【課題】逆光状態の検出の精度を高めた、もしくは夜景撮影時の補正が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子により被写界を撮像して得られた画像信号から顔領域50eの信号を検出する。顔領域50eの明るさまたは人物領域52aの明るさと、画像信号に含まれる背景領域52bの明るさとを比較して、逆光状態であるかどうかを判断する。逆光状態である場合に、逆光補正をレンズや絞りに指示し、撮像素子は、逆光補正をして撮像する。【選択図】図２
2006311311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界を撮像して画像信号として出力する画像撮像手段を含む撮像装置において、該装置は、
前記画像信号から、前記被写界に含まれる主要対象領域を検出する検出手段と、
該主要対象領域の明るさと、該主要対象領域を含む撮像領域または該主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさとを比較して、該明るさの差が所定レベル以上の場合に、補正を前記画像撮像手段に指示する補正指示手段とを含み、
該画像撮像手段は、前記補正をして撮像することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記主要対象領域は顔領域であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記主要対象領域の明るさが、該主要対象領域を含む撮像領域または該主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさよりも暗い場合、および前記主要対象領域の明るさが、該主要対象領域を含む撮像領域または該主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさよりも明るい場合のうちの少なくとも１つの場合に、前記補正を指示することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記検出手段は、前記主要対象領域と、該主要対象領域の近傍であって該主要対象領域と明るさが近似している領域とを統合領域として検出し、
前記補正指示手段は、該統合領域の明るさと、該統合領域を含む撮像領域または該統合領域が含まれない撮像領域の明るさとを比較して、該明るさの差が所定レベル以上の場合に、前記補正を前記画像撮像手段に指示することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置において、前記主要対象領域は顔領域であり、前記統合領域は、該顔領域、および該顔領域に対応する胴体領域を含む領域であることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記統合領域の明るさが、該統合領域を含む撮像領域または該統合領域が含まれない撮像領域の明るさよりも暗い場合、および前記統合領域の明るさが、該統合領域を含む撮像領域または該統合領域が含まれない撮像領域の明るさよりも明るい場合のうちの少なくとも１つの場合に、前記補正を指示することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記主要対象領域の検出を、前記被写界の測光時に行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項４から６までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記統合領域の検出を、前記被写界の測光時に行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記主要対象領域が前記被写界に複数含まれる場合には、該複数の主要対象領域の明るさの平均を算出して該主要対象領域の明るさとし、該算出された主要対象領域の明るさと、該主要対象領域を含む前記撮像領域または該主要対象領域が含まれない該撮像領域の明るさとを比較することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記複数の主要対象領域の明るさの平均を算出するときに、該複数の主要対象領域の面積に基づいた重み付け平均を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項４〜６および８のいずれかに記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記統合領域が前記被写界に複数含まれる場合には、該複数の統合領域の明るさの平均を算出して該統合領域の明るさとし、該算出された統合領域の明るさと、該統合領域を含む前記撮像領域または該統合領域が含まれない該撮像領域の明るさとを比較することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項11に記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記複数の統合領域の明るさの平均を算出するときに、該複数の統合領域の面積に基づいた重み付け平均を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１から12までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記主要対象領域が前記被写界に複数含まれる場合には、該複数の主要対象領域の中から特定の主要対象領域を選択して、該特定の主要対象領域の明るさと、該主要対象領域を含む前記撮像領域または該主要対象領域が含まれない該撮像領域の明るさとを比較することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項13に記載の撮像装置において、前記特定の主要対象領域を、該主要対象領域の位置、面積、および明るさのうち、少なくとも１つに基づいて選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項14に記載の撮像装置において、前記特定の主要対象領域を１つ選択するときに、前記複数の主要対象領域のうち、該主要対象領域の明るさが最大値である、中央値である、最小値であるという基準のうちのいずれか１つの基準に基づいて前記特定の主要対象領域を選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項14に記載の撮像装置において、前記特定の主要対象領域を１つ選択するときに、前記複数の主要対象領域のうち、該主要対象領域の面積が最大値である、中央値である、最小値であるという基準のうちのいずれか１つの基準に基づいて前記特定の主要対象領域を選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
請求項14に記載の撮像装置において、前記特定の主要対象領域は、前記被写界の中央に位置する主要対象領域、もっとも面積の大きい前記主要対象領域、および明るさがもっとも明るい前記主要対象領域のうちの少なくとも１つであることを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
請求項４〜６、８、11および12のいずれかに記載の撮像装置において、前記補正指示手段は、前記統合領域が前記被写界に複数含まれる場合には、該複数の統合領域の中から特定の統合領域を選択して、該特定の統合領域の明るさと、該統合領域を含む前記撮像領域または該統合領域が含まれない該撮像領域の明るさとを比較することを特徴とする撮像装置。
【請求項１９】
請求項18に記載の撮像装置において、前記特定の統合領域を、該統合領域の位置、面積、および明るさのうち、少なくとも１つに基づいて選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
請求項19に記載の撮像装置において、前記特定の統合領域を１つ選択するときに、前記複数の統合領域のうち、該統合領域の明るさが最大値である、中央値である、最小値であるという基準のうちのいずれか１つの基準に基づいて前記特定の統合領域を選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項２１】
請求項19に記載の撮像装置において、前記特定の統合領域を１つ選択するときに、前記複数の統合領域のうち、該統合領域の面積が最大値である、中央値である、最小値であるという基準のうちのいずれか１つの基準に基づいて前記特定の統合領域を選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項２２】
請求項19に記載の撮像装置において、前記特定の統合領域は、前記被写界の中央に位置する統合領域、もっとも面積の大きい前記統合領域、および明るさがもっとも明るい前記統合領域のうちの少なくとも１つであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２３】
被写界を撮像して画像信号として出力する画像撮像手段を含む撮像装置において、該装置は、
前記画像信号から、前記被写界に含まれる主要対象領域と、該主要対象領域の近傍であって該主要対象領域と明るさが近似している領域とを統合領域として検出する検出手段と、
該統合領域の明るさから逆光状態であるかどうかを判断し、該逆光状態である場合に、補正を前記画像撮像手段に指示する補正指示手段とを含み、
該画像撮像手段は、前記補正をして撮像することを特徴とする撮像装置。
【請求項２４】
請求項１から23までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正は、発光手段による発光、および露出制御のうちの少なくとも１つであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２５】
請求項24に記載の撮像装置において、前記露出制御は、前記検出された主要対象領域に対する重み付けを大きくし、該主要対象領域から離れるにつれて重み付けを小さくして得られた重み付き露出値によるものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２６】
請求項24に記載の撮像装置において、前記露出制御は、前記検出された主要対象領域に対する重みと、該重みとは異なる該主要対象領域以外に対する重みから得られた重み付き露出値によるものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２７】
請求項４〜６、８、11、12、18〜23までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正は、発光手段による発光、および露出制御のうちの少なくとも１つであり、
該露出制御は、前記検出された統合領域に対する重み付けを大きくし、該統合領域から離れるにつれて重み付けを小さくして得られた重み付き露出値によるものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２８】
請求項４〜６、８、11、12、18〜23までのいずれかに記載の撮像装置において、前記補正は、発光手段による発光、および露出制御のうちの少なくとも１つであり、
該露出制御は、前記検出された統合領域に対する重みと、該重みとは異なる該統合領域以外に対する重みから得られた重み付き露出値によるものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項２９】
請求項25から28までのいずれかに記載の撮像装置において、前記露出制御は、前記重み付き露出値(a)と、あらかじめ該撮像装置に設定されている露出値算出方法による露出値(b)とから決定された露出値(c)によるものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項３０】
請求項29に記載の撮像装置において、前記露出値(c)は、前記重み付き露出値(a)と、前記露出値(b)とから、
c = k1×b + k2×b、ここでk1, k2は、重み付け係数、
により決定された露出値であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３１】
請求項30または31に記載の撮像装置において、前記(c-b)の値は、第１の閾値以上であり、かつ第２の閾値以下であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３２】
請求項１から31までのいずれかに記載の撮像装置において、該撮像装置はカメラであることを特徴とする撮像装置。
【請求項３３】
画像撮像手段により被写界を撮像して画像信号として出力する撮像方法において、該方法は、
前記画像信号から、前記被写界に含まれる主要対象領域を検出する工程と、
該主要対象領域の明るさと、該主要対象領域を含む撮像領域または該主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさとを比較して、該明るさの差が所定レベル以上の場合に、補正を前記画像撮像手段に指示する工程と、
該画像撮像手段が、前記補正をして撮像する工程とを含むことを特徴とする撮像方法。
【請求項３４】
被写界を撮像して画像信号として出力する画像撮像手段を含む撮像方法において、該方法は、
前記画像信号から前記被写界に含まれる主要対象領域と、該主要対象領域の近傍であって該主要対象領域と明るさが近似している領域とを統合領域として検出する工程と、
該統合領域の明るさから逆光状態であるかどうかを判断する工程と、
該逆光状態であると判断した場合に、補正を前記画像撮像手段に指示する工程と、
該画像撮像手段が、前記補正をして撮像する工程とを含むことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系を介して得られた光信号を画像信号に変換して出力する撮像手段を含む撮像装置および撮像方法に関するものであり、具体的にはスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話などの撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顔画像を検出すると、自動的にシャッタを押し、シャッタチャンスを逃さず、しかもその顔画像から画面のサイズの決定や逆光処理を自動的に行うデジタルカメラ撮像装置が、特許文献１および２に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−９２７００号公報
【特許文献２】特開平１１−１４６４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
デジタルカメラにおいて、顔画像を認識し、その明るさを計測すれば、逆光と判断した上で、ストロボを自動的に発光させることが可能である。しかし、この場合、逆光ではないにもかかわらず、逆光と誤って判断する可能性がある。
【０００４】
上記特許文献１は、顔しか見ておらず、背景を見ていないため、また特許文献２は、肌色領域を判定エリアとしているに過ぎないため、背景領域と検出対象との明るさを比較するということを考慮していないため、逆光補正の精度が悪い。また、夜景をバックにした撮影(夜景撮影)の場合の補正も考慮されていない。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、逆光状態の検出の精度を高めた、もしくは夜景撮影時の補正が可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の課題を解決するために、検出した主要対象領域（たとえば顔画像）の明るさとその背景の明るさとを比較することや、主要対象領域だけでなく統合領域（たとえば顔画像だけでなく胴体の部分も含めた人物領域）の明るさも計測することとしたものである。
【０００７】
具体的には、本発明では、被写界を撮像して画像信号として出力する画像撮像手段を含む撮像装置は、さらに、画像信号から、被写界に含まれる主要対象領域を検出する検出手段と、主要対象領域の明るさと、主要対象領域を含む撮像領域または主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさとを比較して、明るさの差が所定レベル以上の場合に、補正を画像撮像手段に指示する補正指示手段とを含み、画像撮像手段は、補正をして撮像することを特徴とする。
【０００８】
この補正は、(1)主要対象領域(または統合領域)の明るさが、主要対象領域(または統合領域)を含む撮像領域または主要対象領域(または統合領域)が含まれない撮像領域の明るさよりも暗い場合、および(2)主要対象領域(または統合領域)の明るさが、主要対象領域(または統合領域)を含む撮像領域または主要対象領域(または統合領域)が含まれない撮像領域の明るさよりも明るい場合のうちの少なくとも１つの場合に行われる。(1)の場合は、逆光状態のときに行われる補正であり、(2)の場合は、夜景撮影のときに行われる補正である。
【０００９】
また、本発明では、被写界を撮像して画像信号として出力する画像撮像手段を含む撮像装置が、さらに、画像信号から被写界に含まれる主要対象領域と、主要対象領域の近傍であって主要対象領域と明るさが近似している領域とを統合領域として検出する検出手段と、統合領域の明るさから逆光状態であるかどうかを判断し、逆光状態である場合に、補正を画像撮像手段に指示する補正指示手段とを含み、画像撮像手段は、補正をして撮像することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検出した主要対象領域の明るさと、主要対象領域を含む撮像領域または主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさとを比較して逆光状態または夜景の検出を行い、もしくは、主要対象領域だけでなく統合領域（たとえば顔だけでなく胴体の部分も含めた人物領域）全体の明るさも計測して、逆光状態または夜景の検出を行うため、逆光状態の検出の精度を高めた、もしくは良好な夜景撮影を可能にする撮像装置および撮像方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に添付図面を参照して本発明による撮像装置の実施例を詳細に説明する。本撮像装置は、シャッタを半押しすることによって、多分割測光をすると同時に、被写界に含まれる主要対象領域を検出する。主要対象領域は顔領域であり、統合領域は、顔領域、および顔領域に対応する胴体領域を含む領域である。主要対象領域すなわち顔領域の近傍において、顔領域と明るさが近似している部分を胴体領域として検出する。胴体領域と顔領域とをグループ化して人物領域(統合領域)とする。その人物領域の明るさと、その背景の明るさとを比較し、逆光と判断した場合、発光手段であるストロボまたは発光ダイオード(LED)等を発光させる。
【００１２】
なお、本発明では、統合領域全体の明るさ自体が、所定の明るさ以下であるかどうかによって、逆光状態であるかどうかを判断することとしてもよい。
【００１３】
したがって、本実施例によれば、顔だけでなく人物領域全体から、逆光かどうかを判断できるようになり、また、背景の明るさと比較するため、逆光であるかどうかの判断の精度がよくなる。
【００１４】
なお、顔領域の明るさのみを背景の明るさと比較する場合でも、顔領域の明るさのみから逆光かどうかを判断する方式よりも、逆光であるかどうかの判断の精度がよくなる。
【００１５】
なお、本発明では、逆光補正として、発光手段を発光させるだけではなく、露出制御を行うことができる。露出制御としては、人物領域の測光値に合わせた露出制御、人物領域と背景の明るさの差によって、露出を制御する露出制御を行うことができる。
【００１６】
本発明の撮像装置である電子スチルカメラは、被写界を撮像して画像信号として出力する画像撮像手段と、画像信号から被写界に含まれる主要対象領域を検出する検出手段と、主要対象領域の明るさと、主要対象領域を含む撮像領域または主要対象領域が含まれない撮像領域の明るさとを比較して、明るさの差が所定レベル以上の場合に、補正を画像撮像手段に指示する補正指示手段とを含み、画像撮像手段は、補正をして撮像する。補正としては本実施例では、逆光状態のときに行われる逆光補正を行う。
【００１７】
図１は、本発明による撮像装置の一実施例である電子スチルカメラ10のブロック図である。被写体からの入射光はレンズ12により集光される。レンズ12により集光された光束は、絞り部14により、光束の大きさが制限される。レンズ12を移動させて合焦したり、絞り部14を駆動するために、レンズ駆動部16および絞り駆動部18を設ける。
【００１８】
レンズ12と絞り部14を通過した入射光は、CCD（Charge Coupled Device：電荷結合素子）を含む撮像素子20により光電変換されて、信号20aとしてアナログ信号処理部22に出力される。アナログ信号処理部22は、CDS(Correlated Double Sampling)等の信号処理を行い、信号20aに含まれる雑音を低減し、信号22aとしてA/D変換器24に出力する。A/D変換器24は、信号22aをデジタル信号に変換して、画像信号26としてバス28に出力する。画像信号26は、バス28を通ってメモリ30に記憶される。
【００１９】
メモリ30に記憶された画像信号26の処理は、予備撮影と本撮影のときで処理が異なる。予備撮影とは、操作部32のシャッタが半押しされたときであり、本撮影のための測光および測距が行われて、レンズ12および絞り部14の設定が行われ、その後、シャッタが全押しされたときに本撮影が行われる。
【００２０】
予備撮影で得られた画像信号26は、システム制御部34によって読み出され、公知の方法で測光のための処理がなされる。本実施例では、さらに、システム制御部34は、画像信号26に基づいて、顔領域および胴体領域の検出を行う。これらの人物領域の明るさと、その背景の明るさとを比較し、逆光状態と判断された場合、ストロボを発光させる。この処理の詳細は後述する。
【００２１】
システム制御部34は、制御プログラムに基づいて、これらの処理、および電子カメラ10全体の制御を行う。システム制御部34は、これらの処理および所定の制御を実行するCPU(Central Processing Unit: 中央処理装置) 34aと、制御プログラムや制御パラメータ等を格納するROM(Read Only Memory) 34bと、作業用のメモリであるRAM(Random Access Memory) 34cとを有する。
【００２２】
システム制御部34は、撮像系制御部42を介して、レンズ駆動部16、絞り駆動部18、および撮像素子制御部44を制御する。撮像素子制御部44は、撮像素子20へタイミング信号等を供給する。またシステム制御部34は、ストロボ制御部46を介して、ストロボ48を制御する。ストロボ制御部46は、ストロボ48に電圧を印加する。
【００２３】
本撮影で得られた画像信号26は、デジタル信号処理部36によって読み出される。デジタル信号処理部36は、画像処理パラメータに従って画像信号26に対して、オートホワイトバランス処理等の画像処理を行う。画像処理された画像は、記録部38に記憶される。また、この画像は、表示部40に表示される。
【００２４】
レンズ12、レンズ駆動部16、絞り部14、絞り駆動部18、撮像素子20、撮像素子制御部44、撮像系制御部42が画像撮像手段を構成する。システム制御部34が検出手段および補正指示手段を構成する。
【００２５】
図１を参照しながら、本構成の電子スチルカメラ10の動作の概要について説明する。操作者は図示しないファインダ、または表示部40から被写体を覗き、操作部32のシャッタを半押しすると、システム制御部34は、シャッタが半押しされたことを示す信号を検出して、撮像素子 20に被写体からの入射光を信号20aに変換させる。信号20aは、撮像素子制御部44から発生されるクロックにより順次取り出され、アナログ信号処理部22により、信号20aに含まれる雑音を低減する等の処理が行われる。アナログ信号処理部22が出力する信号22aはA/D変換器24により、デジタル信号である画像信号26に変換され、画像信号26はメモリ30に、バス28を介して送られる。
【００２６】
システム制御部34は、メモリ30から画像信号26を読み出して、画像信号26に基づいて測光を行う。また画像信号26に基づいて、逆光補正を行うかどうかを決定する。これらの結果として、露出値を決定し、またストロボ48を発光させるかどうかも決定する。システム制御部34は決定に従って、撮像系制御部42を介してレンズ12と絞り部14を駆動し、本撮影に備える。
【００２７】
操作者が、操作部32のシャッタを全押しすると、システム制御部34はその信号を検出して、撮像素子20に被写体からの入射光を信号20aに変換させる。このとき必要であればストロボ48が発光する。予備撮影と同様にして、信号20aは画像信号26に変換され、画像信号26はメモリ30に、バス28を介して送られる。
【００２８】
画像信号26は、デジタル信号処理部36に入力され、ホワイトバランス処理等の処理が行われた後、記録部38に記憶される。画像信号26は、操作部32の指示により表示部40に表示されることもある。
【００２９】
次に、システム制御部34が行う人物領域の検出および逆光補正について述べる。顔領域の検出は、最初に画像信号から顔画像を検出し、顔画像を含む領域を顔領域として検出する。なお、顔画像の検出については、特許文献１および２等に記載の公知の方法で行う。たとえば、以下のように行う。
【００３０】
予備撮影時に、撮像素子20により撮影された被写体の画像信号26を、メモリ30に記憶する。その画像信号26を、ある所定の単位（１フレーム、または数バイト等の単位）でシステム制御部34に取り込む。次に、画像信号を、予め記録部38に記憶しておいた顔の特徴を表す各種のデータ（顔の輪郭、目、鼻、口、耳等のテンプレートデータ等）とシステム制御部34は比較する。この比較の方法は各種アルゴリズムに基づいて行われる。その結果、たとえば、特徴を表すデータと所定以上の一致度を有する画像信号26の部分を顔画像と判断する。
【００３１】
なお、人物領域以外が主要対象領域の場合、テンプレートデータとして、主要対象領域(たとえば、建物領域、車領域等)に合わせたデータを用意すればよい。
【００３２】
システム制御部34は、撮影領域(画像信号)全体をあらかじめ、いくつかの領域に分割しておき、顔画像と判断された画像信号26を含む領域を顔領域とする。顔領域の例を図2(a)に示す。図2(a)は、撮影領域全体を９個の領域50a〜50iに分割した例であり、そのうちの領域50eに、顔画像50jと判断された画像信号26が含まれている。
【００３３】
顔領域50eが検出できたならば、システム制御部34は、顔領域50eの周囲の領域の明るさも画像信号26により調べ、顔画像50jと同程度の明るさの画像信号26の部分50kを含む領域50hが顔の近くにあるならば、それを胴体画像50kと判断する。胴体画像50kを含む領域50hを胴体領域50hとする。胴体領域50hを顔領域50eと統合して、人物領域52aとする。これを図2(b)に示す。人物領域52aと判断されなかった領域は背景領域52bとする。
【００３４】
本実施例では、人物領域52aと背景領域52bとは、重複部分が無い別個の領域であるとしているが、明るさに関して人物領域と対比される背景領域の選び方は、これに限られるものではなく、本発明では背景領域の選び方として種々のものが可能である。すなわち、背景領域としては、主要対象領域を含む撮像領域、または主要対象領域が含まれない撮像領域を選択可能である。
【００３５】
具体的には、背景領域として、人物領域を含む撮像画面全体を採用することもでき、また、人物領域を含む撮像画面の一部を採用することもできる。背景領域として撮像画面の一部を採用する場合、背景領域の一部に、人物領域の一部もしくは全部を含んでもよい。当然ながら、背景領域に人物領域をまったく含まなくてもよい。背景領域として、人物領域をまったく含まない場合、人物領域と判断されなかった領域のうちの全部または一部を、背景領域として採用することもできる。
【００３６】
図２に戻ると、図２では、人物は一人であり、人物領域52aは１つであるが、主要対象領域が複数ある場合には、複数の主要対象領域の中から特定の人物領域を選択して、その人物領域の明るさを主要対象領域の明るさとして、背景領域の明るさと比較を行ってもよい。選択される特定の人物領域は、被写界の中央に位置する人物領域、および／または主要対象領域の大きさがもっとも大きい人物領域、主要対象領域の明るさがもっとも明るい人物領域とすることができる。主要対象領域が複数ある場合には、複数の主要対象領域の明るさの平均を算出して、主要対象領域の明るさとして、背景領域の明るさと比較を行うことができる。
【００３７】
また、図２では、顔領域および胴体領域はそれぞれ、顔画像および胴体画像を含み、顔画像および胴体画像より大きいが、本発明はこれに限られるものではなく、顔領域および胴体領域はそれぞれ、顔画像および胴体画像の一部を含み、顔画像および胴体画像より小さくなるように設定してもよい。
【００３８】
次に、人物領域52aの明るさと背景領域52bの明るさを比べて、逆光状態であるかどうかを判断する。背景領域52bに含まれる画像信号26から、背景領域52bの明るさの平均値、最高値、最低値を求め、その値をそれぞれ、lu_b_ave、lu_b_max、lu_b_minとする。人物領域52aについても同様に計算を行い、人物領域52aの明るさの平均値、最高値を求め、その値をそれぞれ、lu_p_ave、lu_p_maxとする。なお、逆光補正が目的であるため、人物領域52aの明るさの最低値は考えなくてよい。
【００３９】
逆光状態であるかどうかを判断するための条件式としては、以下の６通りの式が可能である。
【００４０】
lu_b_ave  -  lu_p_ave > th_1
lu_b_max  -  lu_p_max > th_2
lu_b_min  -  lu_p_ave > th_3
lu_b_ave  -  lu_p_max > th_4
lu_b_max  -  lu_p_ave > th_5
lu_b_min  -  lu_p_max > th_6
ここで、th_1〜th_6は、逆光状態と判断する閾値である。６通りの式のうちのどれを用いてもよく、また、複数個を組み合わせてもよい。選択した式を、予備撮影時の画像信号26が満たすならば、逆光状態であると判断する。
【００４１】
逆光状態であると判断したときは、逆光補正を行う。なお、ここでいう逆光補正としては、以下の３種類が可能である。なお、これらの複数を用いて逆光補正を行ってもよい。
(1) ストロボ等の発光手段を発光させる。
(2) 人物領域の測光値に合わせて露出制御をする。具体的には、人物領域が暗いほど、絞りを開ける、またはシャッタスピードを遅くする。
(3) 人物領域と背景の明るさの差に合わせて露出制御をする。具体的には、人物領域の方が背景よりも暗く、人物領域と背景の明るさとの差が大きいほど、絞りを開ける、またはシャッタスピードを遅くする。
【００４２】
本発明の逆光補正を行うカメラの動作を図３のフローチャートを参照して説明する。カメラ10の操作者がシャッタを半押しすると(ステップS10)、システム制御部34は、多分割測光を行い、得られた画像信号26から、既述のように顔領域の検出を行う(ステップS12)。その結果、顔領域が検出されたかどうかを判断し(ステップS14)、顔領域が検出されたときは、次に、人物領域を検出するために、顔領域およびその近傍の明るさを調べる(ステップS16)。そして、顔領域の明るさに近い明るさの箇所が顔領域の近傍にあるかどうかを判断する(ステップS18)。
【００４３】
近傍にあった場合は、顔領域の明るさに近い部分を顔領域と統合し、人物領域とする(ステップS20)。近傍にない場合は、顔領域を人物領域とする(ステップS22)。次に、逆光状態であるかどうかを判断するために、人物領域の明るさと背景の明るさの差が閾値より大きいかどうかを、既述の６通りの式のいずれかを選択して調べる(ステップS24)。
【００４４】
閾値より大きいときは、逆光状態であると判断して、逆光補正をして撮影する。逆光補正としては、既述のように、ストロボ発光、人物領域の測光値に合わせた露出制御、人物領域と背景の明るさの差に基づいた露出制御のいずれかを行う(ステップS26)。閾値より小さいときは、逆光状態でないと判断して、通常撮影を行う(ステップS28)。
【００４５】
上記のステップS14において、顔領域が検出されなかったと判断したときは、画面中央部と、その周辺部分との明るさの差が閾値より大きいかどうかを判断する(ステップS30)。顔領域が検出されないときでも、画面中央部に、重要な、すなわち操作者の関心がある被写体があると考えられる。そして、その被写体が逆光状態である可能性があり、逆光状態と判断できるときは、逆光補正を本実施例では行うこととしたものである。判断の方法としては、画面中央部と、その周辺部分に関して、既述の６通りの式を、顔領域を画面中央部、背景領域をその周辺部分と読み替えて、適用することができる。
【００４６】
閾値より大きいときは、逆光状態であると判断して、逆光補正をして撮影する。逆光補正としては、ストロボ発光、多分割測光の結果を基準とした露出制御、スポット測光の結果を基準とした露出制御のいずれかを行う(ステップS32)。閾値より小さいときは、逆光状態でないと判断して、通常撮影を行う(ステップS34)。
【００４７】
ここで、多分割測光の結果を基準とした露出制御とは、画像全体を複数の領域に分割して測光した測光結果に基づいて、画面中央部と、その周辺部分の明るさの差が大きいほど絞りを開ける、またはシャッタスピードを遅くする制御である。スポット測光の結果を基準とした露出制御とは、画像全体を複数の領域に分割して測光した測光結果に基づいて、画面中央部の明るさが暗いほど絞りを開ける、またはシャッタスピードを遅くする制御である。
【００４８】
このように、本実施例によれば、逆光状態の検出の精度を高めた撮像装置および撮像方法を提供することができる。
【００４９】
次に本発明の別の実施例を説明する。本実施例は、主要対象領域が被写界に複数含まれる場合である。本実施例では、複数の主要対象領域の明るさの平均を算出して主要対象領域の明るさとして、算出された主要対象領域の明るさと背景領域の明るさとを比較するか、もしくは、複数の主要対象領域の中から特定の主要対象領域を選択して、特定の主要対象領域の明るさと背景領域の明るさとを比較することをユーザが選択できる。
【００５０】
本実施例の逆光補正を行うカメラの動作を図4, 5のフローチャートを参照して説明する。カメラの操作者がシャッタを半押しすると、システム制御部は、多分割測光を行い、得られた画像信号から、既述のように顔領域の検出を行う。その結果、顔領域が検出されたとする(ステップS40)。顔領域が検出されなかったときの処理は図３と同様である。なお、本実施例では、主要対象領域が顔領域である場合について説明するが、統合領域の場合も同様に処理することができる。ここまでのステップは、図３のステップS10, S12と同様である。
【００５１】
次に、主要対象領域が複数あるかどうかを判断する(ステップS42)。主要対象領域が１つの場合は、主要対象領域の明るさを調べて明るさを決定する(ステップS44)。
【００５２】
主要対象領域が複数ある場合は、複数の主要対象領域の明るさの平均を算出して主要対象領域の明るさとするかどうかを判断する(ステップS46)。これは、ユーザの指定による。ユーザは、カメラが起動された後は、随時この指定を行うことができる。なお、指定がされていないときは、デフォルトの指定に従う。デフォルトの指定は、たとえば、カメラが起動されたときに、システム制御部が設定しておくことができる。
【００５３】
主要対象領域の明るさの平均を算出するとユーザが指定した場合は、ステップS48に進む。主要対象領域の明るさの平均を算出する際に、単純に主要対象領域の明るさの平均を算出するかどうかを判断する(ステップS48)。これも、ユーザの指定による。デフォルトの設定も可能である。単純平均を算出するとユーザが指定した場合は、ステップS50に進む。主要対象領域の明るさの単純平均を算出して、明るさを決定する(ステップS50)。単純平均とは、複数の主要対象領域の明るさを加算して、主要対象領域の数で割ったものである。
【００５４】
一方、ステップS46で複数の主要対象領域の明るさの平均を算出しないとユーザが指定した場合は、ステップS52に進む。この場合は、複数の主要対象領域の中から特定の主要対象領域を選択する(ステップS52)。選択方法としては、主要対象領域の位置、面積、および明るさのうち、少なくとも１つに基づいて選択することができる。この場合、特定の主要対象領域を１つ選択するときに、複数の主要対象領域のうち、主要対象領域の明るさが最大値である、中央値である、最小値であるという基準のうちのいずれか１つの基準に基づいて特定の主要対象領域を選択することができる。
【００５５】
なお、特定の主要対象領域を１つ選択するときに、複数の主要対象領域のうち、主要対象領域の面積が最大値である、中央値である、最小値であるという基準のうちのいずれか１つの基準に基づいて特定の主要対象領域を選択することとしてもよい。さらに、特定の主要対象領域は、被写界の中央に位置する主要対象領域、もっとも面積の大きい主要対象領域、および明るさがもっとも明るい主要対象領域のうちの少なくとも１つであることとしてもよい。
【００５６】
このようにして、特定の主要対象領域が決定された後、主要対象領域の明るさを調べて、主要対象領域の明るさを決定する(ステップS44)。
【００５７】
上記ステップS48で、主要対象領域の明るさの平均を算出する際に、主要対象領域の明るさの平均を単純には算出しないと判断したときは、ステップS54に進む。そして、複数の主要対象領域の面積に基づいた重み付け平均を算出して、主要対象領域の明るさを決定する。
【００５８】
以上のようにして、検出対象の明るさが決定された後に、既述のように主要対象領域の明るさと、被写界に含まれる背景領域の明るさとを比較して、逆光状態であるかどうかを判断する(ステップS56)。逆光状態でない場合、逆光補正を行わずに通常撮影を行う(ステップS58)。
【００５９】
逆光状態である場合は、逆光補正を行う。逆光補正として露出制御を行うかどうかを判断する(ステップS60)。これはユーザの指定による。デフォルトの設定も可能である。露出制御を行なわないときは、ストロボを発光させて撮影を行う(ステップS62)。
【００６０】
露出制御を行なうときは露出制御として、上記の検出対象の明るさから決定された露出値のみを用いるか、あらかじめカメラに設定されている従来からの露出値算出方法による露出値も考慮して露出値を決定するかどうかを判断する(ステップS64)。上記の検出対象の明るさから決定された露出値のみを用いるときはステップS66に進む。
【００６１】
ステップS66では、露出値として、検出された主要対象領域に対する重み付けを大きくし、主要対象領域から離れるにつれて重み付けを小さくして得られた重み付き露出値を採用することができる(方法１)。または、露出値として、検出された主要対象領域に対する重みと、この重みとは異なる主要対象領域以外に対する重みから得られた重み付き露出値を採用することができる(方法２)。これらの方法について説明する。
【００６２】
方法１について、図6, 7により説明する。この方法では、顔領域50jの重み付けをw1、その外側の領域60aの重み付けをw2、さらに、その外側の領域60bの重み付けをw3、とする。すなわち、たとえば３段階にグラディエーションをつけたものである。このとき、w1、w2、w3の順に、重み付けを小さくするものである。たとえば、w1=10、w2=4、w3=1とする。統合領域を用いる場合は同様に、図８のように、人物領域52aの重み付けをw4、その外側の領域62aの重み付けをw5、さらに、その外側の領域62bの重み付けをw6、とすると、w4、w5、w6の順に、重み付けを小さくするものである。たとえば、w4=10、w5=4、w6=1とする。
【００６３】
方法２について、図９により説明する。この方法では、顔領域50jの重み付けをw7、それ以外の領域64の重み付けをw8とする。すなわち、顔領域50jと、それ以外の領域に分ける。たとえば、w7=10、w8=1とする。統合領域を用いる場合は同様に、図10のように、人物領域52aの重み付けをw9、それ以外の領域66の重み付けをw10とする。たとえば、w9=10、w10=1とする。
【００６４】
上記ステップS64に戻って、あらかじめカメラに設定されている従来からの露出値算出方法による露出値も考慮して露出値を決定すると判断したときは、ステップS68に進む
ステップS68では、露出値として、ステップS66と同様にして求めた重み付き露出値(a)と、あらかじめカメラに設定されている露出値算出方法による露出値(b)とから決定された露出値(c)を採用する。露出値(c)は、重み付き露出値(a)と、露出値(b)とから、
c = b + k(a-b)、ここでkは、重み付け係数、
により決定された露出値である。露出値(a)は、露出値(b)より大きく、kは、０と１の間の値であり、k(a-b)は、(a-b)より小さく、c (= b + k(a-b))は、aとbとの間の露出値である。なお、(a-b)の値は、第１の閾値以上であり、かつ第２の閾値以下であることとすることができる。
【００６５】
以上のようにして露出値が決定された後、撮影を行う(ステップS70)。以上で本実施例の説明を終える。このように、本実施例によれば、逆光状態の検出の精度を高めたカメラおよび撮像方法を提供することができる。
【００６６】
なお露出値(c)は、この実施例に限られるものではなく、本発明では、さらに一般的に、重み付き露出値(a)と、露出値(b)とから、
c = k1×b + k2×b、ここでk1, k2は、重み付け係数、
により決定された露出値とすることができる。また、(c-b)の値は、第１の閾値以上であり、かつ第２の閾値以下であることとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による撮像装置の一実施例である電子スチルカメラのブロック図である。
【図２】本発明による顔領域、人物領域等の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の逆光補正を行うカメラの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の逆光補正を行うカメラの動作を示す別のフローチャートである。
【図５】本発明の逆光補正を行うカメラの動作を示す別のフローチャートである。
【図６】重み付き露出値を求める方法の説明図である。
【図７】重み付き露出値を求める方法の説明図である。
【図８】重み付き露出値を求める方法の説明図である。
【図９】重み付き露出値を求める方法の説明図である。
【図１０】重み付き露出値を求める方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
10  電子スチルカメラ
12  レンズ
14  絞り部
16  レンズ駆動部
18  絞り駆動部
20  撮像素子
34  システム制御部
42  撮像系制御部
44  撮像素子制御部
46  ストロボ制御部
48  ストロボ
50e  顔領域
50h  胴体領域
50j  顔画像
50k  胴体画像
52a  人物領域
52b  背景領域
【図１】
2006311311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006311311.tif 000006
【図５】
2006311311.tif 000007
【図６】
2006311311.tif 000008
【図７】
2006311311.tif 000009
【図８】
2006311311.tif 000010
【図９】
2006311311.tif 000011
【図１０】
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